[发明专利]一种基于激光投影定位的人机交互方法与系统

权利要求书

1.一种基于激光投影定位的人机交互系统，其特征在于，包括：

投影设备，用于投影出上位机传送的图像信息，形成一交互界面；

交互设备，用于在交互界面上形成交互信息，以及接收用户的交互指令，将所述交互指令发送至上位机中；

图像采集装置，用于实时获取交互界面上的图像信息和交互信息，并将其发送到上位机中；

上位机，用于根据交互信息和图像信息，经过计算获得交互信息在交互界面上的位置；同时，上位机还将交互指令转化为相应的鼠标按键信息，实现鼠标的多个按键功能，完成人机交互；

所述图像采集装置固定在投影设备旁，所述交互设备连接上位机，所述图像采集装置和投影装置分别连接上位机。

2.根据权利要求1所述的基于激光投影定位的人机交互系统，其特征在于，所述交互设备为激光笔或点触笔。

3.根据权利要求1所述的基于激光投影定位的人机交互系统，其特征在于，所述图像采集装置包括：摄像机、与摄像机相连的曝光调整单元和设置在摄像机的镜头前的滤光片。

4.根据权利要求1所述的基于激光投影定位的人机交互系统，其特征在于，所述上位机为台式计算机、笔记本电脑或嵌入式系统。

5.根据权利要求3所述的基于激光投影定位的人机交互系统，其特征在于，所述上位机包括：一与曝光调整单元相连的图像处理单元，用于对摄像机获取的图像信息和交互信息进行处理。

6.一种基于激光投影定位的人机交互方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、投影设备将上位机传送的图像信息投影出来，形成一交互界面；

S2、交互设备在所述交互界面上形成交互信息；同时交互设备还接收用户的交互指令，并将所述交互指令发送至上位机中；

S3、图像采集装置实时获取交互界面上的图像信息和交互信息，并将其发送到上位机中；

S4、上位机根据交互信息和图像信息，经过计算获得交互信息在交互界面上的位置；同时，上位机还将交互指令转化为相应的鼠标按键信息，实现鼠标的多个按键功能，完成人机交互。

7.根据权利要求6所述的基于激光投影定位的人机交互方法，其特征在于，所述步骤S3中图像采集装置实时获取交互界面上的图像信息和交互信息具体包括：

S31、固定图像采集装置的摄像头和投影设备的位置，将摄像头放在靠近投影仪的地方，使摄像头镜头的平面与投影仪镜头的平面平行；

S32、令上位机的显示屏全屏显示一全白的图片，用投影设备将这个全白的图片投射出去；

S33、预先设置摄像头的一个曝光时间，然后根据所述曝光时间，摄像头开始捕捉画面，并发送至上位机中；

S34、上位机将摄像头捕捉的画面转化为灰度图，再计算出灰度图的平均灰度值，并判断所述平均灰度值是不是在预先设定的范围内，如是则完成曝光设置，否则继续捕捉画面，调整曝光时间，直到捕捉到的图像的平均灰度值在预设的范围之内。

8.根据权利要求7所述的基于激光投影定位的人机交互方法，其特征在于，所述步骤S3中进一步包括：

S35、利用图像处理单元对图像进行处理，在捕捉到的图像上，先去噪声然后提取直线，再检测直线与直线的夹角是否可以成为矩形的条件，最后找到图像中的矩形，把矩形的四个点确定下来。

9.根据权利要求6所述的基于激光投影定位的人机交互方法，其特征在于，所述步骤S4中上位机根据交互信息和图像信息计算获得交互信息在交互界面上的位置具体包括：

S41、找出交互设备在交互界面上形成交互信息；

S42、进行消除亮点抖动与运动预测；

S43、根据交互信息定位鼠标。

10.根据权利要求9所述的基于激光投影定位的人机交互方法，其特征在于，当所述交互设备为点触笔时，在所述步骤S42中还包括：对点触笔进行自标定。